JPS61186237A - 石英ガラス系光フアイバ−用母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ゾル−ゲル法による石英ガラス系光ファイバ
ー用母材の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

最近特にクローズアップされるようになった石英ガラス
系光ファイバーの製造方法において、その廉価なことや
高品質化が可能なことからゾル−ゲル法による製造方法
が注目ヲアつめている。そのゾル−ゲル法のうちでもア
ルキルシリケートをアンモニア水で加水分解して得られ
る超微粉末シリカ溶液を使用して必要に応じて屈折率調
整用のドーパントを反応させたアルキルシリケートの加
水分解液に混合して作成したゾルをゲル化させるゾル−
ゲル法による石英ガラス系光ファイバー用母材の製造方
法は、その品質面や大きなものを作製した場合の歩留り
などで特にすぐれている、（整理Ａ２０６７１） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、従来技術では、添加元累量を多くした場
合に、そのゲル化までの時間が短かくなったり、それ自
身の加水分解反応が起り１品質の面での歩留りが極端に
悪くなり、さらに原料の化合物が高価である、また超微
粉末シリカと加水分解したアルキルシリケートとの構造
上の差異よりドーパントの均一な分布状態を得にくいな
どの問題点があったわ そこで本発明は、このような問題点を解決するだめのも
ので、その目的とするところは、焼結を行ってガ（ラス
化する際に屈折率調整用のドーパントの含有量が多く一
様に分布した。尚品質の石英ガラス系光ファイバー用母
材を安価に製造する方法を与えることである。

〔問題点全解決するだめの手段〕 本発明の石英ガラス系光ファイバー用母材の製造方法は
アルキルシリケートを塩基性触媒で加水分解して得られ
る微粉末シリカを含む第１の溶液とアルキルシリケート
に屈折率調整用のドーパントとして金属アルコキシドを
添加し、酸性触媒中で加水分解を行った第２の溶液全混
合してゾル溶液全調整した際に、第１の溶液、第２の溶
液あるいはゾル溶液のうち少なくとも１つの溶液中にド
ーパントの微粒子を添加し、前記ゾル溶液をウェットゲ
ル中あるいは円筒容器中でゲル比させ乾燥・焼結してガ
ラス化させることを特徴とする。

ここで、塩基は触媒は、必要ならばアルコールを含んだ
アンモニア水であり、その時加水分解により得られるシ
リカ徹粒子の粒径は、　ｏ、ｏｉμｍ〜１．０μｍの範
囲にあり、溶媒に対するシリカ皺が０゜０１〜１．０１
Ｐ　／　ｃｍ”　となるように濃縮して使用することが
望ましい。

ここで加水分解に使用される酸性触媒は、ゲル−４−” 化時間調整・焼結などより塩酸あるいは塩化水素ガスが
望ましい。

また前記屈折率調整用の添加元累としてＧｅ。

Ｔｉ、Ｂ、Ｐ、Ａ、ｌ、Ｚｒ、Ｂｂ、Ｔａ、Ｎｂが望ま
しく、加水分解にはその金属アルコキシド。

超微粒子としては湿式法などで粒径をそろえたその単体
、酸化物、塩化物を使用する。

〔実施例〕

以下本発明について、実施例に基づき詳細に説明する。

実施例１ 精製した市販のエチルシリケート５７６．６Ｆに０．０
２規定の塩酸１９９．５　ｆを加え、激しく攪拌して加
水分解し、加水分解溶液Ａとした。

精製した市販のエチルシリケー）　１８４．１　ｆに０
．２規定の塩酸１７．４Ｆを加え５反応浴液温度を５℃
以下に保った状態で激しく攪拌を行った。

この透萌溶液を５℃以下に保ったままテトラエトキシゲ
ルマニウム１１．６５ｆ　ｉ少しづつ加えよく攪拌させ
ながら反応させる。２０分反応させた後、との反応溶液
をやはり５℃以下に保ったまま、水８２゜２２ヲ加えよ
く攪拌を行ない加水分解液Ｂとした。

一方精製した市販のエチルシリケー）　８８１．Ｏｆ無
水エタノール４７０８ｍＡ、アンモニア水（２９％）２
８２．４ゴ、水８０４．８　ｆを混合し、２時間激しく
攪拌した後、冷暗所にて一晩装置し超微粉末シリカを合
成した。この溶液約６０００ｍＡを減圧濃縮して７００
ｍ、＃とした後、２規定の塩酸を用いてＰＨ値を約８．
２２から４．０に調整し、平均粒径が０゜１４μｍの超
微粉末シリカが２５４．１　Ｆ含まれているアンモジル
溶液Ａｉｉだ。

加水分解溶液Ａとアンモジル溶液Ａの５分の４を混合し
、ゾル酸液Ａとした。同様に加水分解溶液Ｂとアンモジ
ル溶液Ａの５分の１を混合したものに、平均粒径０．２
２μｍとした酸化ゲルマニウム１１．２８　ｆを加えゾ
ル溶＃ＬＢとした。

次にゾル溶液Ａ　’ｉ　０．２規定のアンモニア水と水
を用いてＰＨ値を４．７１　　を調整し、かつ体積を１
６００ｍノに調整した。内径４０１Ｊ、長さ１０２０６
一 藺のテフロン製の円筒状容器中にこの溶液１２００　ｍ
　Ａを流し込み容器にフタをして回転装置に取り伺け、
ＰＨ値全全調整てから８０分たつところで７５０１ｐｍ
で回転を始めた１回転を始めて約１０分でゲル化が起り
、そのまま１５分間回転させてから容器を取り出し静置
した。これと平行してゾル溶液Ｂ　ｋ　Ｏ，２規定のア
ンモニア水を用いてＰＨ値を４．１０　　に調整し、か
つ体積を４００ｍＡに調整した溶液を作製し回転容器の
フタ？取り管状ウェットゲル空部中に流し込んだところ
ＰＨ副調整してから１２分たったところでこの溶液もゲ
ル比して同軸構造をもつウェットゲルが得られた。

（外径４０寵、長さ１０００　ｗＪｌ）このウェットゲ
ルを６０℃で乾燥を行ない１４日間で室温に放置しても
割れないドライゲル（外径２７゜Ｏｍｍ　、長さ６７５
　ａｘ　）を得た１次にこのドライゲルを昇温速度８０
℃／ｈで８０℃から２００℃まで加熱し、この温度で５
時間保持し、つづいて昇温速度８０℃／ｈで２００℃か
ら８００℃まで加熱し、この温度で５時間保持して脱吸
着水を行なりた、つづいて昇温速度８０℃／ｈで８００
℃から１１００℃まで加熱し、この温度で８０分間保持
して脱炭素、脱塩化アンモニウム処理、脱水縮合反応の
促進処理を行なった。つづいて７００℃まで降温しＨｅ
　２　Ａ　／　ｍｉｎ　、　Ｃｌ　２０．２に／ｆｒＬ
イｎの混合ガスを流しながら８０分間保持し、その後Ｈ
６のみを流しなから昇温速度６０℃／ｈで８００℃まで
加熱した。８００℃でＨｅ　２Ｌ／ｍｉｎ　、　Ｃ１＠
０　、２　Ａ／ｍｉ　ｎの混合ガスを流しながら１時間
保持し。

その後Ｈ，のみを流しなから昇温速度６０℃／ｈで９０
０℃まで加熱した。９００℃でＨｅ　２７／ｍｉｎ　、
　にＡ　２０．２に／ｍｉｎ　の混合ガスを流しながら
１時間保持し、脱○Ｈ基処理を行った後、Ｈｅ２Ｌ／　
ｍｌｎに対して○、、０．４．θ侃ｉｎの混合ガスを流
しなから昇温速度６０℃／ｈで１０５０℃まで加熱し。

この温度で１時間保持して脱塩累処理を行なった。

つづいてＨ，のみを流しながら昇ｍ８０℃／ｈで１２５
０℃まで加熱し、この温度で８０分間保持して閉孔化処
理を行なった。つづいて昇温速度６０℃／んで１８５０
℃まで加熱し、この温度で１８一 時間保持すると無孔ｆヒ１しシリカ量に対するゲルマニ
ウムはモル比でｌｏ　％であり、直径１９．１ｕＢ長さ
４７８ｍｍでそのコア部分が均一で観察できる異物が少
ない、高品質の透明な光フアイバ用母材が得られた。

実施例２ 実施例１と同じ条件で作成し前記アンモジル溶液Ａｉ５
分の１に対して、平均粒径００２２μｍの酸化ゲルマニ
ウム１１．２８２を分散させ、遠心分離により異物を取
り除き、超音波振動を２時間・かけてコア用アンモジル
溶液Ａを作成した１次に前記加水分解液Ａに対して前記
アンモジル溶液を５分の４混合させたものを実施例１と
同じ条件で回転ゲル化させた。

次に前記コア用アンモジル溶液Ａと前記加水分解液Ｂを
混合したものを回転容器中に入れ、実施例１と同じ条件
で、ゲルｆヒ・乾燥・焼結を行ない高品質の石英ガラス
系光ファイバー用母材を得た。

これは、実施例１のものと比較してより均質で異物が少
なかった。

９一 実施例８ 精製した市販のシリコンエトキシド６２４１に０．０２
　規定の塩酸５４１およびエタノール１０５２ｖを激し
く攪拌して、加水分解反応を部分的に行った後、テトラ
イソブロボキ／ゲルマニウム９２．６ｆ　’に加えて激
しく攪拌した後、水１８４ｖを加えて加水分解を終了さ
せたものに、平均粒径を０．１７μｍＫ調整した塩化ゲ
ルマニウム９６．５ｆを加えて遠心分離により不純物を
取り除き、加水分解液Ｃを作製した。

一方シリコンメトキシド６８４．６　ｆ　、エタノール
１！の混合液に２８％のアンモニア水１２０ｍＩ／エタ
ノール１゜５におよび水２１６ｍＪの混合液を加えて攪
拌し、−日静置後、減圧濃縮して、所定の濃度まで濃縮
しアンモジル溶液Ｂを作成し、２規定塩酸でＰ　Ｈ３，
Ｑに調整した。

加水分解液Ｃとアンモジル溶液Ｂｉ攪拌し、アンモニア
水でＰ　Ｈｉ　８．２に調整したものを内側にシリコー
ンコートをほどこしたポリ塩化ビニル製の容器（内径４
０　ｍｓ　、長さ１４００　ｍ　）に高さｌ８００ｙｕ
ｍになるように注入して、５℃の室温で１７分でゲル化
した。このまま２日間放置した後、６０℃で加熱して８
日間保持して乾燥を行ないドライゲルとした。

次に前記ドライゲルを６０℃／ｈで８００℃まで加熱を
行ない６時間保持して脱炭素処理を行った。つづいてＨ
，ガス２　Ｊ　／　ｍｉｎと５ｏｃＡ１０．５ｉ／ｍｉ
　ｎを７７０℃の処理温度で炉内に流す状態を２時間保
持して脱水酸基処理を行った。その後１℃／　ｍｉｎの
昇温速度で加熱しなからＨ，ガスを流し込み１２２０℃
の温度とし、この状態で４．５時間保持して透明ガラス
化した。

この石英ガラス系光ファイバーコア用母材は。

全シリカに対してゲルマニウムｋ　１０．５ｍｏＡ　％
の割合で含んでおり、ロンド中の不均一状態は観察され
なかった。さらに、Ｔｉ、Ｂ、Ｐ、Ａ！、ｚｒ、８ｂ、
Ｔａ、Ｎｂにおいても同様の効果があった。

〔発明の効果〕 以上述べた様に本発明によれば、アルキルシリケートを
塩基性触媒で加水分解して得られる微粉末シリカラ含む
第１の溶液とアルキルシリケートに屈折率調整用のドー
パントとして金属アルコキシドを添加し、酸性触媒中で
加水分解を行った第２の溶液を混合してゾル酸液全調整
また際に、第１の溶液、第２の溶液あるいはゾル溶液の
少々くとも１つの溶液中にドーパントの微粒子を添加し
前記ゾル溶液をウェットゲル中あるいは円筒容器中でゲ
ル化させ乾燥・焼結してガラス化させることにより、ド
ーパントの分布が一様で、その含有量が高く、高品質な
石英ガラス系光ファイバー用母材の製造を廉価に行うこ
とができるという効果がある。

以　　　上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルキルシリケートを塩基性触媒で加水分解して
   得られる微粉末シリカを含む第１の溶液とアルキルシリ
   ケートに屈折率調整用のドーパントとして金属アルコキ
   シドを添加し、酸性触媒中で加水分解を行った第２の溶
   液を混合してゾル溶液を調整した際に、第１の溶液・第
   ２の溶液あるいはゾク溶液のうち少なくとも１つの溶液
   中にドーパントの微粒子を添加し、前記ゾル溶液をウェ
   ットゲル中あるいは円筒容器中でゲル化させ乾燥・焼結
   してガラス化させることを特徴とする石英ガラス系光フ
   ァイバー用母材の製造方法。
2. （２）前記塩基性触媒が必要ならばアルコールを含んだ
   アンモニア水であることを特徴とする石英ガラス系光フ
   ァイバー用母材の製造方法。
3. （３）前記塩基性触媒が塩酸あるいは、塩化水素ガスで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第２項記
   載の石英ガラス系光ファイバー用母材の製造方法。
4. （４）前記屈折率調整用のドーパントが、Ｇｅ、Ｔｉ、
   Ｂ、Ｐ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｎｂであることを特
   徴とする石英ガラス系光ファイバー用母材の製造方法。